πυρίτιδα

Χημεία

2022

Εξηγούμε τι είναι η πυρίτιδα, πώς εφευρέθηκε και τις συνέπειες που είχε. Τα είδη της πυρίτιδας, η σύνθεση και οι χρήσεις.

Η πυρίτιδα είναι το πρώτο γνωστό εκρηκτικό στην ιστορία.

Τι είναι η πυρίτιδα;

Η πυρίτιδα είναι ένα μείγμα ουσιών με αντιφλεγμονώδεις ιδιότητες. Η αποσυμπίεση είναι ένας τύπος ταχείας καύσης (ταχεία οξείδωση) που παράγει φλόγα, η οποία εξαπλώνεται αργά (αλλά ταχύτερα από την κοινή καύση) με θερμική διάχυση (φαινόμενο που αποτελείται από κίνηση από σωματίδια λόγω της παραλλαγής των θερμοκρασία).

Η εκτόνωση είναι μια υποηχητική έκρηξη, η οποία αναπτύσσεται με ταχύτητα μικρότερη από αυτή του ήχος (343,2 m / s). Από την άλλη πλευρά, υπάρχουν υπερηχητικές εκρήξεις (εκρήξεις), οι οποίες δημιουργούν ένα εκτεταμένο κύμα, δηλαδή ένα κύμα πίεσης που ταξιδεύει ταχύτερα από τον ήχο και αφήνει μια υστέρηση χημικές αντιδράσεις.

Υπάρχουν διάφορα είδη πυρίτιδας, αλλά γενικά με αυτό το όνομα αναφερόμαστε στη μαύρη σκόνη, το πρώτο γνωστό εκρηκτικό στον κόσμο. ιστορία. Σήμερα υπάρχουν και άλλες μορφές προικισμένες με χαμηλή παραγωγή καπνού και υψηλότερη απόδοση, αφού ο τύπος του χημικές αντιδράσεις από καύση που τους χαρακτηρίζουν.

Εφεύρεση της πυρίτιδας

Παραδόξως, η πυρίτιδα εφευρέθηκε στην Κίνα, αλλά ως τυχαία συνέπεια της αναζήτησης των Ταοϊστών για ένα φίλτρο αθανασίας. Διάφορες θεωρίες για την καύση του αλατιού (μίγμα νιτρικού καλίου (KNO3) και νιτρικού νατρίου (NaNO3)) και σε θείο σε κείμενα Κινεζικά αλχημικά του 492 μ.Χ. Ο Γ. τα πρότεινε ως ενδεχόμενα ουσίες εξαγνιστικό (εξ ου και το όνομά του: πινγίν, «Φαρμάκι της φωτιάς»), αν και ήταν οι εμπρηστικές του ιδιότητες που έκαναν πραγματικά τη διαφορά.

Στον αγώνα τους κατά των Μογγόλων, τα κινεζικά στρατεύματα χρησιμοποίησαν πυροβόλα όπλα: ρουκέτες, βόμβες και πρωτόγονα φλογοβόλα, πολλά από τα οποία πέρασαν στα χέρια των νικητών Μογγόλων και τελικά άλλων λαών στη Μέση Ανατολή και αλλού. Ευρώπη. Η πρώτη μάχη στην οποία οι δυτικοί λαοί αντιμετώπισαν έναν μογγολικό στρατό που κουβαλούσε πυροβόλα όπλα ήταν η Μάχη του Μόχι στην οποία το Βασίλειο της Ουγγαρίας ηττήθηκε από τους εισβολείς Τάταρους και Μογγόλους.

Συνέπειες της ανακάλυψης της πυρίτιδας

Το πρώτο κανόνι στην ιστορία χρησιμοποιήθηκε από τους Οθωμανούς Μαμελούκους το 1260.

Η ανακάλυψη της πυρίτιδας θα άλλαζε για πάντα τις στρατιωτικές τέχνες της ανθρώπινο ον, δίνοντας στον κόσμο μια νέα ισορροπία του μπορώ, επειδή τα στρατεύματα που ήταν οπλισμένα με πυρίτιδα ήταν πολύ πιο αποτελεσματικά από εκείνα που είχαν εφοδιαστεί με όπλα σώμα με σώμα και είχαν πολύ μεγαλύτερη ικανότητα ζημιάς από βέλη, λόγχες και άλλα πεταμένα όπλα.

Στην πραγματικότητα, η χρήση πυρίτιδας και εκρηκτικών επέτρεψε την εμφάνιση μιας εντελώς νέας σειράς εργαλείων πόλεμοςσυμπεριλαμβανομένων των κανονιών, των ομάδων κατεδάφισης, των βομβών, των νάρκων και ενός τεράστιου και διαφορετικού οπλοστασίου τουφεκιών και πιστολιών. Για παράδειγμα, το πρώτο κανόνι στην ιστορία χρησιμοποιήθηκε από τους Οθωμανούς Μαμελούκους στη μάχη του Ain Jalut το 1260.

Είδη πυρίτιδας

Μπορούμε να αναγνωρίσουμε τους ακόλουθους τύπους πυρίτιδας:

  • Μαύρη σκόνη. Είναι το αρχαιότερο και το πρώτο που εφευρέθηκε. Γενικά, όταν αναφέρεται στην πυρίτιδα, αναφέρεται στη μαύρη σκόνη. Έχει γρήγορη, ισχυρή αντίδραση και βγάζει πολύ καπνό. Αφού αντέδρασε, άφησε πολλά υπολείμματα στους σωλήνες των πυροβόλων όπλων, τα οποία προκάλεσαν φθορά.
  • Καφέ μπαρούτι. Εφευρέθηκε το 1880 από τη χρήση κόκκινου άνθρακα και μεγαλύτερης ποσότητας άλατος, πέτυχε πιο αργή καύση και με λιγότερα διαβρωτικά υπολείμματα. Ωστόσο, δεν χρησιμοποιήθηκε ποτέ πολύ γιατί λίγο μετά βγήκε λευκή σκόνη.
  • Ασπρη σκόνη. Ονομάζεται επίσης άκαπνη πυρίτιδα ή πυροξυλιωμένη πυρίτιδα, έχει ως επί το πλείστον αέρια συστατικά ως αποτέλεσμα της καύσης (προϊόν νιτροκυτταρίνης), επομένως δεν αφήνει την ίδια ποσότητα υπολειμμάτων με τη μαύρη σκόνη. Για το λόγο αυτό, το αντικατέστησε με πυροβόλα όπλα. Όταν λέτε σκόνη χωρίς καπνό, δεν σημαίνει ότι δεν παράγεται απολύτως καπνός κατά την έκρηξη, αλλά είναι πολύ λιγότερος από ό,τι όταν χρησιμοποιείτε μαύρη σκόνη.
  • Φλας πυρίτιδα. Εφευρέθηκε πρόσφατα, δημιουργήθηκε για να δημιουργήσει το φως απαραίτητο για Φωτογραφία πρωτόγονο (εξ ου και το όνομά του), δεδομένου ότι έχει πρόσθετα αλουμινίου που, όταν γίνεται η καύση, οξειδώνονται και παράγουν περισσότερο φως.

Χημική σύνθεση της πυρίτιδας

Η σύνθεση της πυρίτιδας ποικίλλει ανάλογα με το είδος της πυρίτιδας. Επιπλέον, η σύνθεση της πυρίτιδας συχνά ποικίλλει επίσης ανάλογα με τη χώρα στην οποία κατασκευάζεται, δηλαδή, ο ίδιος τύπος πυρίτιδας μπορεί να έχει διαφορετικά αναλογίες των εξαρτημάτων του, παρότι είναι ίδια, ανάλογα με τη χώρα που το κατασκεύασε. Έτσι, οι πιο δημοφιλείς συνθέσεις διαφορετικών τύπων πυρίτιδας είναι:

Μαύρη σκόνη: 75% νιτρικό κάλιο, 15% άνθρακας και 10% θείο.

Καφέ ή καφέ σκόνη: 78% άλας, 19% κόκκινος άνθρακας και 39% θείο.

Λευκή σκόνη (σκόνη χωρίς καπνό). Αποτελείται από πολύ ενεργητικές ουσίες, κυρίως νιτροκυτταρίνη ή νιτροκυτταρίνη αναμεμειγμένη με νιτρογλυκερίνη. Υπάρχουν πολλοί τύποι:

  • Απλή βάση. Αποτελείται από νιτροκυτταρίνη
  • Διπλή βάση. Αποτελείται από νιτροκυτταρίνη και νιτρογλυκερίνη.
  • Τριπλή βάση. Αποτελείται από νιτροκυτταρίνη, νιτρογλυκερίνη και νιτρογουανιδίνη.

Φλας πυρίτιδα. Μία από τις πιο κοινές παραλλαγές του αποτελείται από υπερχλωρικό ή υπερμαγγανικό κάλιο και αλουμίνιο σε σκόνη.

Χρήσεις της πυρίτιδας

Με την πυρίτιδα μπορείς να φτιάξεις πυρομαχικά για πυροβόλα όπλα.

Η πυρίτιδα χρησιμοποιείται επί του παρόντος για:

  • Κατασκευή πυρομαχικών για πυροβόλα όπλα, πυροβολικό, βόμβες, νάρκες και άλλα όργανα πολεμικής φύσης.
  • Κατασκευή πυροτεχνημάτων (πυροτεχνήματα) για εορτασμούς και διακοσμητικούς σκοπούς.
  • Κατασκευή πυροκροτητών και άλλων οργάνων για την ελεγχόμενη κατεδάφιση κτιρίων και δομές.

Σημασία της πυρίτιδας

Η πυρίτιδα έφερε επανάσταση στον κόσμο. Πυροδότησε μια νέα εποχή πυροβόλων όπλων, αλλάζοντας για πάντα τον τρόπο που κατανοούμε τα πυροβόλα όπλα. πόλεμος. Επιπλέον, επέτρεψε τη γέννηση της μελέτης των εκρηκτικών, η οποία πέρα ​​από τους άμεσους οπλικούς σκοπούς της, χρησίμευε, για παράδειγμα, στην καλλιέργεια της αεροναυπηγικής βιομηχανίας.

Κατασκευή πυρίτιδας

Η καύση της πυρίτιδας εξαρτάται άμεσα από το μέγεθος της κοκκοποίησης της.

Για την παρασκευή της πυρίτιδας, τα συστατικά (αλατούρα, κάρβουνο και θείο) πρέπει να συνθλίβονται και να αναμειγνύονται ομοιόμορφα, με μια διαδικασία που προηγουμένως γινόταν με το χέρι, αλλά η οποία θα μπορούσε αργότερα να μηχανοποιηθεί χρησιμοποιώντας πρέσες που κινούνται με Νερό, για παράδειγμα. Τα συστατικά πρέπει να αλεσθούν σε λίγο πολύ λεπτή σκόνη, αφού η καύση του εξαρτάται άμεσα από το μέγεθος της κοκκοποίησης του.

Οι διαδικασίες, οι μέθοδοι παρασκευής και χειρισμού της πυρίτιδας άλλαζαν καθώς αποκτούνταν περισσότερα. η γνώση σχετικά με αυτό το μείγμα. Για παράδειγμα, αρχικά το μείγμα μεταφέρθηκε από τον τόπο παρασκευής του στον τόπο που επρόκειτο να χρησιμοποιηθεί, κάτι που ήταν πολύ επικίνδυνο λόγω της κίνδυνος έκρηξης από χτυπήματα ή αλλαγές θερμοκρασίας. Αργότερα, όμως, άρχισαν να μεταφέρουν τα συστατικά χωριστά και ανακατεύονταν στο μέρος που επρόκειτο να χρησιμοποιηθεί το μείγμα (πυρίτιδα).

Ένα άλλο ζήτημα ήταν το μέγεθος των κόκκων που προέκυψαν κατά τη διαδικασία άλεσης. Αρχικά οι κόκκοι ήταν πολύ λεπτοί, με αποτέλεσμα να ενωθούν πολύ στο μείγμα (συσσωρεύονται όπως συμβαίνει για παράδειγμα με την αλευρόσκονη). Αυτό έκανε εκεί να μην είναι αρκετό αέρας μεταξύ των κόκκων, επειδή ο ρυθμός καύσης ήταν αργός και ανομοιόμορφος.

Για να λυθεί αυτό το πρόβλημα, προστέθηκε νερό στο μείγμα για να επιτευχθεί μια ομοιογενής πάστα που στη συνέχεια στέγνωσε και κόπηκε σε κόκκους διαφορετικών μεγεθών. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας ένα κόσκινο, οι κόκκοι διαχωρίστηκαν ανάλογα με τα διαφορετικά μεγέθη τους. Οι μικρότεροι κόκκοι χρησιμοποιήθηκαν για όπλα μικρότερου διαμετρήματος (αφού η καύση είναι ταχύτερη) και οι μεγαλύτεροι για όπλα μεγαλύτερου διαμετρήματος (όπως κανόνια).

Η μαύρη σκόνη, για παράδειγμα, καταναλώθηκε πολύ γρήγορα σε ευρωπαϊκά όπλα του 15ου και 16ου αιώνα, ένας άλλος λόγος για τον οποίο άρχισε να κατασκευάζεται σε ομοιόμορφους αλλά μεγαλύτερους κόκκους.

Οι σημερινές πυρίτιδες κατασκευάζονται από νιτροκυτταρίνη (μονοβασική) ή νιτροκυτταρίνη και νιτρογλυκερίνη (διβασική), η οποία απαιτεί τη αζώτωση της φυτικής κυτταρίνης και την επεξεργασία της με διαλύτες μέχρι να ληφθεί ένα λεπτό φύλλο που στη συνέχεια κόβεται σε μικρά κομμάτια που στη συνέχεια στεγνώνουν και προετοιμάζονται για καύση.

Κίνδυνοι πυρίτιδας

Η πυρίτιδα, παρά τις πυροτεχνικές χρήσεις της, είναι ένα επικίνδυνο υλικό. Η καύση του, ανάλογα με το μέγεθος των κόκκων του, μπορεί να συμβεί με σπινθήρα, με τριβή ή με κρούση, που απαιτεί προσεκτικό χειρισμό, ειδικά σε μεγάλες ποσότητες. Οι εκρήξεις πυρίτιδας μπορεί να προκαλέσουν τραυματισμούς, θάνατοι και υλικές ζημιές, ιδίως όταν συμβαίνουν με ανεξέλεγκτο τρόπο.

Επιπλέον, πολλά από τα παραγόμενα συστατικά στην καύση είναι ρυπογόνα στη φύση, επομένως η κατάχρηση της πυρίτιδας μπορεί να επηρεάσει την εμφάνιση όξινες βροχές ή επιδείνωση της ποιότητας του αέρα.

Πυροτεχνήματα

Τα πυροτεχνήματα εφευρέθηκαν από τους Κινέζους για ειρηνικούς σκοπούς.

Η πυροτεχνία είναι επίσης εφεύρεση των Κινέζων, που χρησιμοποιούσαν την πυρίτιδα για ειρηνικούς σκοπούς, για διασκέδαση, μέχρι που αναγκάστηκαν να εφεύρουν πυροβόλα όπλα για να απωθήσουν τους Μογγόλους εισβολείς. Ακόμη και σήμερα η πυρίτιδα χρησιμοποιείται για αυτούς τους σκοπούς, ειδικά σε σημαντικές ημερομηνίες, όπως το τέλος του χρόνου.

Οι πυροτεχνικές συσκευές αποτελούνται γενικά από ένα μείγμα πυρίτιδας και άλλων ουσίες τα οποία είναι υπεύθυνα για την παραγωγή ορισμένων χρωμάτων, θορύβου και αναθυμιάσεων. Για παράδειγμα, στα πυροτεχνήματα το χρωματιστά Παράγονται από την παρουσία αλάτων που ανάλογα με το κατιόν που έχουν θα έχουν συγκεκριμένο χρώμα:

  • Κίτρινος. Άλατα νατρίου (Na).
  • Πορτοκάλι. Άλατα σιδήρου (Fe).
  • Πράσινος. Άλατα χαλκού (Cu).
  • Το κόκκινο. Άλατα στροντίου (Sr).
  • Ασπρο. Άλατα αλουμινίου (Al) και μαγνησίου (Mg).
  • ΠΡΑΣΙΝΟ μηλο. Άλατα βαρίου (Ba).
  • Απαλό κόκκινο. Άλατα λιθίου (Li).

Ωστόσο, υπάρχουν και εξειδικευμένες μορφές πυροτεχνίας, όπως φωτοβολίδες που χρησιμοποιούνται σε αποστολές διάσωσης ή σηματοδότησης, καθώς και στην καταπολέμηση του χαλαζιού ή στο φωτισμό ορισμένων χώρων.

Πυροβόλα όπλα

Η εφεύρεση των πυροβόλων όπλων δεν θα ήταν δυνατή χωρίς την ανακάλυψη της πυρίτιδας και χρονολογείται από τις κινεζικές δυναστείες του 10ου και 11ου αιώνα, που προσάρμοσαν σωλήνες μπαμπού ενισχυμένους με σίδηρο για ψήσιμο. μεταλλικά κομμάτια στους Μογγόλους εισβολείς. Πριν είχαν ήδη αναπτύξει σημαντικό αριθμό παρόμοιων όπλων, όπως βόμβες, ρουκέτες και φλογοβόλα.

Τα πυροβόλα όπλα ήρθαν στη Δύση τους επόμενους αιώνες και παρείχαν έθνη Οι Ευρωπαίοι έχουν το πλεονέκτημα έναντι των άλλων εχθρικών λαών, όπως είναι η περίπτωση της εισβολής Αμερική κατά τον 15ο αιώνα. Έκτοτε, η ανάπτυξή του και η βελτίωσή του δεν έχει σταματήσει, ούτε η χρήση του σε πολέμους σε όλο τον κόσμο.

Επιπλέον, χρησιμοποιούνται στο κυνήγι, καθώς διευκολύνει την εργασία και επιτρέπει μεγαλύτερη απόσταση βολής, και σε πειθαρχίες αθλήματα σκοποβολής.

Δεν πρέπει να υπάρχει στην ανθρώπινη ιστορία μια τέτοια θανατηφόρα εφεύρεση όπως τα πυροβόλα όπλα.

!-- GDPR -->